Gelyncht wird hier niemand. Aber zumindest berichtigt...
Ich hab ja jetzt ne ganze Weile gerechnet und mich an alte Qualitäten in der Untersuchung parametrischer Funktionen erinnern müssen, aber finalmente bin ich zu folgendem Ergebnis gekommen:
Der Prof. Balke hat schon ganz recht mit seiner Abneigung gegen die Formel :_sigma: max = M/Wb. Die gibt einem zwar eine wunderbare Maximalspannung an, aber man hat keine Ahnung, an welcher Stelle der Welle die nun eigentlich auftritt. Da liegt dein Fehler. Wenn du nämlich wie du schreibst, für x und y jeweils d einsetzt (mal ganz abgesehen davon, dass es d/2 sein müsste), dann beschreibst du mit diesen Koordinaten einen Punkt, der überhaupt nicht im Kreisquerschnitt der Welle liegt. Es wird also mit Sicherheit was falsches rauskommen.
Das allein beweist natürlich noch nicht die Richtigkeit der Annahme, dass man die Momente einfach vektoriell addieren kann.
Ich denke , das ganze lässt sich recht anschaulich begründen. Momente sind genau wie Kräfte einfach Vektoren, die sich addieren lassen. Das sollte man aber bei einem beliebigen Querschnitt möglichst bleiben lassen, weil das Summenmoment nicht mehr parallel zu den Hauptachsen ist und man also erst für die neue Achslage die Widerstandsmomente ausrechnen müsste (mit Integration und so - igittigitt). Deshalb rechnet man lieber mit den Momenten in Hauptachsrichtung. Da ja nun beim Kreisquerschnitt egal, weil der in allen Achsen das gleiche Widerstandsmoment hat. Wir können also die Maximalspannung einfach mit der Momentensumme und dem Wb berechnen und machen keinen Fehler.
So, für die Freaks unter uns noch n echter mathematischer Beweis:
Nimm dir die Gleichungen für die beiden Teilspannungen aus Mx und My:
:_sigma: (Mx)=Mx/I * y
:_sigma: (My)=My/I * x
Jetzt führst du eine Winkelkoordinate ein, uns interessieren ja nur die Spannungen auf dem Umfang, also können wir setzen:
y=d/2 * cos :_phi: und x=-d/2 * sin :_phi:
Die beiden Gleichungen für :_sigma: addiert ergeben die Spannung an jeder Stelle des Umfangs. Davon interessieren uns jetzt die Extrema, also leiten wir das Ding ab und kommen auf:
:_sigma: '=d/(2I) *(Mx * cos :_phi: - My * sin :_phi: )
Das Null gesetzt ergibt:
tan :_sigma: =-My/Mx (#)
An dieser Stelle könnte man für ein paar Werte von Mx und My das :_phi: ausrechnen, damit :_sigma: max bestimmen und mit den aus :_sigma: max=d/(2I) * :wurzel: (Mx²+My²) gewonnenen vergleichen. Man sollte eigentlich keine Unterschiede feststellen.
Wenn du es ganz genau wissen willst, kannst du natürlich auch die Gleichung (#) in die Gleichung für :_sigma

:_phi

einsetzen. Das geht allerdings nicht elementar ( cos(arctan(:_phi

) ). Man muss das MathCAD auch ein bisschen betteln, weil Formeln umstellen machts nicht so gerne, aber schlussendlich kommt man tatsächlich auf :_sigma: max=d/(2I) * :wurzel: (Mx²+My²)
qed.
So, und nu rechnet fleißt weiter.
